绍兴市中心城区配电网优化研究

 

1.1 选题背景及意义

绍兴中心城区为绍兴市文化、旅游、教育、科技、金融和传统商贸中心的复合型核心功能区。为了推进城市化与区域经济建设，为中心城区的发展创造良好的电力环境，支持绍兴中心城区的经济建设和发展，使绍兴中心城区的配电网建设与改造更加科学、合理和规范，配电系统网架更加合理、优化，企业运行更为经济。因此，对绍兴中心城区配电网进行诊断分析，找出存在问题，并结合绍兴中心城区近中期城市规划及配套的电力专项规划，以及绍兴中心城区地下管线资源情况，寻找出一种适合绍兴中心城区配网改造的接线模型，并以此作为绍兴现在及今后配网改造和建设的目标网架。从而指导绍兴配网的建设。在中压配网网架结构优化方面，经济发达的国家，强调网络结构在设计上考虑由下一电压等级网络的相互转供能力和配置多台变压器来保证供电可靠性[1-2]。经济发达国家首先注重电网整体结构的优化发展、强调各电压层次电网的协调配合，不要求层层“N—1”，适当考虑层与层之间的负荷转移和相互支援。目前，我国的城市配电网正在进一步向简化、完善和高可靠性方向发展。研究简化配网的网络结构，完善配电网的标准化接线模式，通过配电网接线模式的改变来达到配电网供电可靠性、网络适应性的提高以及达到对上层电源的支撑性目的[3-4]。配电网络重构，又称配电网络再组合，它是配电网络结构优化的一个有效方法。它的思想是通过改变配网线路之间的联络及分段关系，改变配网供电网架，使得配网网架更加合理，提高设备的利用率，提高供电可靠性及提升网架对电网发展的适应性[5]。

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1.2 国内外中心城区配电网结构优化研究现状

配电网网架优化就是根据变电站的分布以及供电负荷大小，求出配电网网架的拓扑结构，从而达到目标最优。随着近年来城市配电网在供电可靠性、电能质量、电能输送等方面与城市经济发展之间的矛盾越来越突出，如何为经济发展提供安全、可靠、可持续、经济性的电力供应，已经成为近些年来电力科研者研究的主要课题。研究结果表明，中压配电网网架结构的不合理，是导致经济发展与供电能力之间矛盾产生的重要原因[6-11]。国外经济发达的国家（如：新加坡、法国），它们的城市发展较为成熟，城市中压配电网规划基本上由电力公司编制，中压配电网规划研究的侧重点是：新用户的接入、分析电网薄弱环节及解决方案、安排旧设备的更换、智能电网的应用、分布式能源的接入带来的配电网可靠性问题。新加坡中压配电网规划研究的重点是：配电网供电的安全性和可靠性、运行与维护的便利性。法国配电网由政府管制，其配电网规划研究的重点是：集合市政建设改造电网网架结构、划分电网的分区、预测分区的负荷、增强变电站转运支援能力[12-21]。与世界其它发达国家相比，我国电力系统发展起步较晚，建设相对落后。电网结构设计的不合理，已或多或少滞后于城市的经济发展，特别是一些发展较早的区域电网，成为制约该地区发展的瓶颈。近年来，社会和经济发展迅速，对电力需求越来越大，为我国电力工业的发展带来了广阔的发展空间。然而，随着经济的高速发展，用电负荷需求量大而且集中，对供电质量、可靠性的要求大幅提高，普遍出现配电网不能完全满足社会各方面要求的现象。这充分暴露出由于配电网过去没有得到足够的重视，致使配电网的建设严重落后于经济和社会发展的问题。近年来，全国几乎所有大中等城市夏季负荷高峰年年增长、严重过负荷，使得配电网面临前所未有的巨大压力，进而暴露出配电网网架结构设计的不合理性[22-24]。目前，我国配电网主要存在容量不足、网架结构不合理、设备陈旧、电能质量不够理想、损耗大等问题，制约着国民经济的持续稳定增长，影响社会发展和百姓生活[25]。因此，利用中压配电网结构的优化提升电网供电能力，并挖掘出能够适应当前城市发展形势、充分发挥和协调下级电网联络作用的供电模型及其规划建设原则，以期在保障安全可靠供电的基础上全面提高城市配电网的设备利用水平，达到提升电网投资效益的目的[26-30]。

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第 2 章 城市配电网网架优化一般理论及配电网评价方法

 

2.1 城市配电网优化的一般理论

根据《配电网规划设计导则》11.1 节及《国网浙江省电力公司 10kV 配电网典型供电模式技术规范》15 节的要求，从用户接入总体要求、供电电压等级、供电电源配置、用户接入方式、电能质量、无功补偿、继电保护及电动汽车接入等八个方面总结了用户接入原则。1）用户接入总体要求应符合电网规划要求，严格防范对电网安全运行及电能质量的影响。应严格控制专线数量，以节约廊道和间隔资源，提高电网利用效率。2）供电电压等级用户的供电电压等级应根据当地电网条件、最大用电负荷、用户报装容量，经过技术经济比较后确定。供电半径较长、负荷较大的用户，当电压不满足要求时，应采用高一级电压供电。重要电力用户供电电源配置应满足 GB/Z29328 的规定。应采用多电源、双电源或双回路对重要电力用户供电，以确保重要电力用户供电可靠性。特级重要电力用户宜采用双电源或多电源供电：一级重要电力用户宜采用双电源供电；二级重要电力用户宜采用双回路供电。重要电力用户应自备应急电源，电源容量至少应满足全部保安负荷正常供电的要求，并应符合国家有关技术规范和标准要求。10kV 用户接入方式分为专线接入、用户综合线接入和用户分支线接入。用电设备总容量在 8MVA 以上的用户宜采用专线接入，用电设备总容量在 8MVA 以下的用户宜接入用户综合线，用电设备总容量在 2MVA 以下的用户可接入分支线，不具备条件的也可接入主干线。

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2.2 绍兴中心城区配电网评价体系的构建

在电网建设资金有限及负荷变化日趋多样化的背景下，任何配网规划建设项目的提出和实施都需要有完整的、具有针对性的评价体系来评价该项目的合理性、必要性以及项目实施后的成果究竟如何。因此，绍兴中心城区配电网改造的成果也必须通过建立一种评价体系来进行验证。

 

2.2.1 评价指标的基本概念

指标和指标体系是进行综合评价工作的基石，指标选取计算是否科学、指标体系设置是否合理直接关系到项目评价的质量。指标是综合反映客体特征的概念和数值。指标的建立和计算过程就是对客体进行摸底分析、对已存在价值作出判断的过程。虽然，不同的指标能够从不同角度反映客体的性质，但是，要想全面、深刻地反映客体，就必须根据评价目的筛选密切相关的指标并分析这些指标之间的关联关系，从而形成一个指标体系以从整体上综合评价客体。评价指标体系的建立需要满足一定的原则：以上原则为依据，在建立具体区域电网评价指标体系时，每个指标都应尽可能全面地反映电网实际情况，不能遗漏任一重要的指标；另外也要考虑信息的有效性、数据采集难度、计算量等实际情况，真正做到既不重复也不遗漏。

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第 3 章 绍兴市中心城区配网现状诊断分析 ..... 23

3.1 分析范围及内容............. 23

3.2 现状电网分析..... 24

3.2.1 供电区域概况 ........... 24

3.2.2 高压配电网分析 ......... 24

3.3 中压配电网现状分析 ......... 26

3.4 存在问题 ......... 37

3.5 本章小结 ......... 38

第 4 章 绍兴中心城区配网网架优化方案 ....... 39

4.1 配网典型电缆网接线方案 .... 39

4.2 绍兴市中心城区配网网架优化原则 ...... 43

4.3 绍兴中心城区配网优化过程及方案确定 ............ 44

4.4 本章小结 ........ 51

第 5 章 绍兴中心城区目标网架优化工作阶段性评估 ....... 52

5.1 评估工作的实施思路 ........ 52

5.2 中压配电网目标网架规划结果概述 ...... 54

5.3 电网评价实例及分析 ........ 57

5.4 绍兴中心城区与国内城市指标对比 ....... 70

5.4.1 国内重点城市指标对比 ............. 70

5.4.2 分析对标结果 ........... 73

5.5 本章小结 ........ 73

 

第 5 章 绍兴中心城区目标网架优化工作阶段性评估

 

在明确了中心城区的优化方案后，绍兴供电公司于 2015 年已经开展网架优化的建设工作，中心城区优化建设工程将于 2017 年实施完成，现阶段处于中心城区的改造建设中期阶段，绍兴供电公司对建设中期已完成的电网进行评估，将建设改造完成后的效果对标，找出存在问题加以改善，意在对即将实施区域提供建设指导。对中心城区的优化建设中期的网架进行全面评估，按照浙江省电力公司城网评估要求涉及内容对绍兴中心城区电网各项运行指标加以统计，对比建设前的网架进行实施效果分析，并对绍兴其他区域、国内较发达城市规划电网效果进行对比，分析优化建设方案的实施是否具有提升效果。

 

5.1 评估工作的实施思路

项目开展分为三大部分，分别为项目整体评估体系的建立、中心城区优化前后提升效果对比、中心城区与绍兴其他区域对比分析。图 5-1 为评估工作具体思路图。根据第二部分数据分析，将绍兴中心城区建设前后进行对比，基础可量化数据带入指标体系进行评价，不可量化数据采取详细定性分析，最终从电网运行水平、技术应用水平、供电可靠性、效益水平分析四个方面进行详细对比。选取国内具有代表性的重点城市进行指标分析，对比绍兴中心城区的建设指标，找出建设的差异性从而对绍兴中心城区电网建设提出进一步的补充完善建议。总结中心城区的优化建设工作在开展中所存在的各方面问题，涵盖在建设前电网准备工作当中存在的问题、由于规划的改动存在的问题、施工当中遇到的问题。施工过程中廊道的问题、人员操作过程中存在的问题以及用户体验问题等等，意在包含全流程形成完整的各个环节的问题预防预案，结合上一章节指标对比当中存在的问题，形成指导绍兴优化建设的完善建议。

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结论

 

本文通过对绍兴中心城区配网进行了全面的诊断分析，通过分析总结出绍兴中心城区配网存在以下问题，并提出相关建议：1．变电站间隔紧张：高压变电站供电能力充裕，但是由于 10kV 出线间隔紧张，制约了需新出线路负荷接入，建议结合 10kV 线路目前负荷水平对部分线路进行优化，同时对现有专线间隔进行回收，改由 10kV 开闭所为其提供电源，从而缓解 10kV 出线间隔紧张问题；2．建设存在超前：10kV 线路和配变供电能力充裕，建设存在超前，造成线路和配变利用率整体偏低，10kV 出线间隔紧张等问题；3．配变容量建设标准偏高：现状 10kV 配变平均负载率为 22.83%，配变利用率偏低，主要原因为配变容量选取按照饱和负荷一次建设，容量选取标准偏高；4. 绍兴市中心城区 10kV 网架结构复杂，目前共形成 7 大供电单元，线路联络复杂，不利于线路的运行和维护工作；5．部分开关站两段母线装接配变容量分布不均，造成部分线路轻载运行，设备利用水平低，建议平衡开关站两段母线装接容量，提高线路利用水平。根据分析的结果并结合绍兴中心城区配网网架现状、中心城区电缆通道情况以及绍兴中心城区配网网架建设目标等几方面确定了首端Π接的双环网接线模式为本次绍兴中心城区配网网架优化的接线模式。在确定了配网网架优化的接线模式后，按照该模式完成了中心城区大部分的网架优化工作。为了验证本次配网网架优化工作的成效，在建设中期，对已完成的 22 组双环网进行了综合评价。评价结果显示，在运行水平、电网结构、转供能力、设备水平、供电质量、恢复效率等几方面都有明显提高。但也有不尽人意之处，如间隔利用率方面、线路利用率方面还需要通过后期的运行方式调整来达到目的。不足之处的发现对于后续网架优化工作都有极大帮助。可以帮助我们及时做出相应的应变措施，同时总结改造过程中的经验，以便对绍兴配网“十三五”规划打下坚实的基础。

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参考文献（略）